混凝土結構形式有素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼板混凝土等,澆筑形式有現澆混凝土,預制混凝土等。具體到水利工程有橋梁、閘站、涵洞、揚水站、排灌站、護坡、大壩、導流隧洞等不同的工程、結構部位。混凝土施工在現代水利施工程建設中有極其重要的地位。混凝土的質量缺陷或問題較為普遍,在橋梁、護坡、閘站、涵洞、排灌站等工程中幾乎無所不在。也十分令人頭疼,是出現質量缺陷、質量隱患甚至質量問題的主要原因之一,影響著水利工程的質量和安全以及是否能正常發揮水利工程的功能和效益。盡管在施工中采取各種方案和預防整治措施,小心謹慎,但裂縫仍然時有發生,不斷出現。在水利施工混凝土中,混凝土原材料把關不嚴、運輸過程中混凝土離析、混凝土澆筑過程監管不嚴、澆筑工藝落后、及溫度控制等是產生混凝土裂縫很重要的原因之一。本文對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施作一分析和探討。
質量缺陷產生的原因
1.設計缺陷、混凝土配比不符合實際,原材料砂、石頭、水泥等進料把關不嚴、種類不合格,例如用海沙代替河沙造成氯離子成分偏高,本該用礦渣水泥結果使用了普通水泥,石頭粒徑、砂子砂率、篩分度等指標嚴重不足。造成混凝土坍落度等指標不夠,混凝土和易性不足、混凝土離析、脆性和整體均勻性不夠,以及結構不合理等質量缺陷。
2.混凝土運輸過程對車輛檢修不足、車輛損壞,對路況情況、交通情況峰值掌握不清,提前準備不足等原因造成混凝土運輸時間過長,使得混凝土離析、初凝硬化,不能滿足質量標準,使得施工時混凝土質量問題和缺陷等情況大量產生。
3.混凝土罐車每次清洗時有殘渣廢料沒處理完畢,罐車每次澆筑后罐體內混凝土沒有及時剔除,下次澆筑時殘渣和罐體內部脫落混凝土與新混凝土摻雜在一起,造成混凝土質量不合格、混凝土澆筑時卡管等待時間過長等問題出現,使得混凝土裂縫、甚至橋梁基礎斷樁等質量問題產生。
4.澆筑時導管拔出過快,混凝土樁基礎導管插入深度不足,導致樁基礎斷樁。樁基混凝土澆筑過快導致鋼筋籠上浮過快產生質量問題。澆筑時基礎沒處理好產生不均勻沉降,澆筑時支架等沉降不一,如大體積蓋梁支撐不合符規定產生的不均勻沉降。模板內膜不平,模板緊固措施不力產生的蜂窩麻面、漲模等質量缺陷和問題。模板變形扭曲產生的接縫不嚴,如接柱鋼護筒拼接不嚴產生的跑漿、漏漿等質量問題。澆筑時振搗不一,不均勻產生的混凝土質量缺陷,如振搗不均,超振、漏振產生的蜂窩麻面。一次澆筑混凝土過厚太厚,澆筑大體積混凝土沒有分層澆筑,澆筑時入模溫度過高,高溫澆筑,冬季施工澆筑產生的溫度裂縫。這是混凝土產生缺陷的最主要原因之一。如混凝土蓋梁產生的裂縫。澆筑后期養護措施不到位,沒及時覆蓋灑水、冬季養護保溫措施不力等問題。
5. 組織管理不力、現場監控制度不嚴、施工工藝、施工方案不符合要求等人為因素是產生混凝土質量問題的重要原因。
防止質量缺陷的措施
1.項目法人要建立健全質量管理制度,通過公開招標等合法合規手段選擇信譽好、質量優的設計、代建、監理、施工隊伍。各個參與方也應建立健全質量管理制度,質量監理制度,質量三檢制制度,現場巡視、平行檢查、旁站、見證取樣等制度。讓職工樹立質量安全第一,預防為主的制度。質量檢測PDCA制度。
2. 設計單位要深入現場實際,因地制宜,充分勘查地質情況和當地自然環境、天氣等因素、充分考慮設計是否滿足土壤、濕度天氣等因素。設計混凝土種類、混凝土標號要滿足實際需要。
3. 原材料要嚴格檢測,砂、石頭、水泥種類、規格要滿足要求。商砼要去商砼站現場取樣試驗,開盤鑒定。水泥進場要有合格證,出廠檢驗證明,進場復檢證明。水泥要保持干燥、無結塊。水泥存放期不應超過三個月。砂、石、水要進行試驗,符合標準后才能運行,嚴禁不符合標準含有氯離子的海沙進入混凝土。
4.混凝土澆筑前要提前計劃了解當地環保政策,是否為環保二級響應,商砼站是否可以出混凝土,是否可以連續出,是否滿足澆筑工程量要求。
5. 要充分了解混凝土運輸時天氣、路況和交通峰值,避免混凝土路上耽誤時間過長,超過初凝時間,混凝土離析等情況出現。混凝土運輸過程中一定嚴禁加水,運輸澆筑過程中散落的混凝土嚴禁澆筑。
6.每次清理混凝土罐車殘渣時要注意清理干凈,特別要注意混凝土罐車內部混凝土固定在罐體內的殘渣鑿除清理,以免混凝土澆筑時殘渣脫落造成混凝土質量不合格或堵塞導管致使混凝土不能正常澆筑情況發生。
7. 混凝土蓋梁模板、耳墻模板等有腳手架等支撐設施時,應注意檢測支撐下面地質條件,條件不滿足,應進行加固處理,可根據情況采用換填、夯實、加筋等措施。要把腳手架等支撐在堅固的面上,要提前進行驗算,驗算滿足要求后才能施工,以免混凝土產生不均勻沉降,出現質量缺陷或問題。
8.澆筑前混凝土模板一定要仔細檢查,保持混凝土潔凈,澆筑前模板內的水一定要清除干凈,以免混凝土配比、標號、強度發生變化。澆筑前要檢查穿墻螺絲、緊固螺絲、止水片等位置、密度配置,要進行強度驗算。滿足要求才能施工。以免產生漲模等情況發生。
9. 有振搗要求的要充分進行振搗,要保持均勻,速率要穩定,不能太快或者太慢。不能超振、漏振。使混凝土離析,產生蜂窩、麻面等質量問題。
10. 混凝土拆模時間要掌握好,一般拆模時間不宜小于3天。澆筑后養護措施一定要到位,要注意覆蓋、保濕、保溫等措施。
混凝土控制溫度措施
溫度變化、溫度過高或者過低是引起混凝土裂縫等質量問題的重要原因,在混凝土施工過程中溫度控制是避免混凝土出現裂縫等質量問題的重要措施。
當日平均溫度達到30度及以上時,應按照高溫要求采取措施。
1. 混凝土入模溫度不宜過高,不宜超過35度。要避免正午等溫度高的時刻施工,盡量選在清晨或夜間溫度低的時段施工。可對澆筑部位搭棚,采取遮陽、擋風、噴霧等措施。可以對混凝土預通冷水管等降溫措施。澆筑時可采用分層分塊等加大混凝土散熱面等措施,加快散熱。
2.高溫季節施工時可選擇涂裝色為白色的混凝土罐車,罐車可以頂上加蓬,混凝土施工時可采用低水泥量,可采用粉煤灰取代部分水泥。應該選用低熱水泥。混凝土坍落度不宜小于70mm。
3. 混凝土澆筑完成后,可用濕麻袋等覆蓋養護,并注意保濕降溫。澆筑后應避免混凝土在烈日下暴曬。可采用澆筑后依舊搭設涼棚等措施。
混凝土冬期施工質量保證措施:冬季施工溫度界定:當室外日平均溫度連續5天穩定低于5度時,應采取冬季施工措施;當混凝土未達到受凍臨界強度而氣溫驟降至0度以下時,應按冬期施工要求采取措施。宜選擇適宜的水泥品種,冬季施工時宜采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。應減少用水量,降低水灰比,盡量使用低流動性或干硬水泥。澆筑前可將混凝土或原材料砂、石等加溫,提高其入模溫度,使混凝土即早強又不易凍結。
攪拌時,加入一定外加劑,加速混凝土硬化、盡快達到臨界溫度。可以考慮用高出標號混凝土代替原有混凝土,以提高強度。冬期養護時可考慮摻防凍劑、早強劑、減水劑、引氣劑等外加劑。養護時可采用蓄熱法,延緩混凝土的冷卻速度。通過適當的保溫覆蓋,可采用電熱法,用電爐、電極、電烤風、電暖氣等設施加熱。可用暖棚法保溫,在要養護的水工結構或構件周圍用保溫材料搭起暖棚,下面或周圍用暖爐加熱使混凝土澆筑養護如同在常溫中一樣,暖棚法施工時,應注意棚內溫度不低于5度,并保持混凝土表面濕潤。暖棚法施工時還應注意暖爐子不能離混凝土太近,避免直接烘烤洪凝土。
大體積混凝土施工措施
水利工程施工中大體積混凝土施工部位很多,例如橋梁蓋梁、混凝土基礎,閘底板、洞室等,大體積混凝土很容易出現溫度裂縫,預防措施、施工方案不到位會引起很大的質量隱患和問題。
大體積混凝土由于承受的荷載大,整體要求高,往往要求一次澆筑完成,不準許有施工縫,精度高,難度大,溫控措施就顯得尤為重要。
大體積混凝土應優先選用水化熱低的水泥,在滿足設計、相關文件的要求下,可摻入適量的粉煤灰,以滿足溫度控制要求。
大體積混凝土入模溫度不宜超過30度,澆筑時要合理分層分塊澆筑,避免基礎過大起伏,增加面積散熱,要降低澆注速度和厚度。
可采用預先通冷水管等措施降低澆注溫度,必要時計算經設計同意后可留后澆帶。后澆帶施工時應高出原有混凝土一個標號。
混凝土護坡等薄層混凝土施工應注意的防控措施:薄層混凝土施工前應把基礎土面清理干凈,清除樹根、草皮、垃圾等物體,確保施工面平整,厚度一致。以免施工后產生塌陷、脫落溫度裂縫等質量問題。薄層護坡混凝土盡量少采用素混凝土,盡量采用鋼筋混凝土或在薄層面加上網片,以控制溫度裂縫。
澆筑時護坡要注意分縫,以免產生凍脹等裂縫。護坡坡度很陡時可考慮采用夾倉模板等方式,以避免混凝土下溜產生的浪費和質量問題。
施工混凝土道路時可采用平板振搗器加以振動,以滿足混凝土施工要求。
近些年在設計混凝土護坡等水利工程時在混凝土護坡下加上泡沫保溫板也是實踐中很好的措施之一,值得推廣。
水工建筑物施工注意的問題
1. 橋梁。橋梁灌注樁成孔時應注意現場記錄地層土壤特點等地質條件,測量泥漿比重,澆筑時應注意連續澆筑,澆注速度要均勻,灌注深度、導管埋深等技術指標要符合規范規范,以防止斷樁等質量事故發生。灌注樁澆筑應注意要高出設計面0.5到1米,截樁頭時要剔除表面浮漿,露出新鮮混凝土面,灌注樁接頭部分鋼筋應調直。
空心板梁橋板梁施工時應注意芯模上浮問題,澆筑前應注意對芯模進行固定,以免施工時芯模上浮。芯模連接部分應注意一定要連接完整,密封結實,以防止混凝土進入芯模。芯模下混凝土應鋪設均勻,空心板橋振搗更應仔細均勻,避免超振、漏振現象產生。以防止蜂窩麻面等質量缺陷出現。
接柱混凝土施工時應固定好護筒模板,模板緊固,防止模板傾倒漏漿等現象出現。
蓋梁施工時應注意支撐強度,支撐下地面強度,驗算合格后方可澆筑。
墊石施工時要精準測量,防止墊石表面不平引起橋板翹曲、松動。
2. 水閘。水閘施工時要注意止水位置和連接問題,以防止建成漏水,引起質量事故。閘槽施工時應注意支筋位置等問題,以防止閘門啟閉不順。閘底要注意平整,以防止閘門底高低不平,引起漏水等問題。
總之,混凝土產生質量缺陷、問題存在好多因素,組織、工藝、設計、原材料、澆筑過程、季節、人為因素都是引起質量問題的因素之一,只要我們仔細分析,認真對待,提前預防,認真對待就可以最大限度的減少質量問題。
官方公眾號
官方視頻號
官方微博號
官方百家號
官方抖音號